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IMS-Forscher entwickeln autarke Solarsensoren für Fenster

Ein neuer Funkchip soll künftig Hausbewohner warnen, wenn Fenster geöffnet sind, um so Heizkosten zu sparen. Der solarbetriebene Sensor erkennt sogar auch Einbruchsversuche und löst die Alarmanlage aus. Durch den wartungsfreien Fenstersensor, der derzeit bis zu 30 Stunden Dunkelheit überbrücken kann, entfallen hohe Installations- oder Wartungskosten für herkömmliche Lösungen.

Der neue Solarsensor ist nur zehn Millimeter breit und wird direkt zwischen den Glasscheiben auf das Aluminiumprofil des Fensters verbaut. (Foto: Fraunhofer IMS)

Der neue Solarsensor ist nur zehn Millimeter breit und wird direkt zwischen den Glasscheiben auf das Aluminiumprofil des Fensters verbaut. (Foto: Fraunhofer IMS)

Heute gibt es eine Vielzahl an Sensoren, die registrieren, wenn Fenster geöffnet und geschlossen werden. Dieses Signal geben die Fenstersensoren dann an die Heizungsregelung weiter, um die Heizkörper herunter zu regeln. In der Regel müssen die Sensoren jedoch per Kabel angeschlossen werden oder werden über eine Batterie mit Strom versorgt. Während eine Verkabelung einen deutlich höheren Installationsaufwand verursacht, führt ein Batteriewechsel gerade in Häusern mit vielen Fenstern zu einem erheblichem Wartungsaufwand. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg entwickelten deshalb eine pragmatische Alternative: einen nur etwa Fingernagel großen Funksensorchip, der direkt im Fenster montiert wird.

Fenstersensor hilft Hausbesitzern beim Lüften und Energiesparen

Der neue Fenstersensor ist mit einer Solarzelle beschichtet und versorgt sich so selbst mit Solarenergie. Der Chip ist mit zehn Millimetern so schmal, wie eine Isolierglasscheibe dick ist und wird direkt zwischen den Glasscheiben auf das Aluminiumprofil des Fensters verbaut. Im Solarchip sind Magnet- und Beschleunigungssensoren integriert, die registrieren, wenn das Fenster gekippt oder geöffnet wird. Über Funk kann der Solarsensor dann ein Signal an die Basisstation im Haus senden, falls ein Fenster zu lange geöffnet bleibt. So kann der neue Fenstersensor Hausbesitzer daran erinnern, regelmäßig zu lüften oder warnen, falls ein Fenster noch geöffnet ist, wenn sie das Haus verlassen. Darüber hinaus können die Sensoren zwischen verschiedenen Schwingungen unterscheiden und so gezielt Einbruchsversuche erkennen und innerhalb einer Zehntelsekunde Alarm auslösen.

Solarsensoren können bis zu 30 Stunden Dunkelheit überbrücken

Der solarbetriebene Fenstersensor soll laut den IMS-Forschern um Dr. Gerd vom Bögel und den Physiker Dr. Andreas Goehlich so Strom sparend sein, dass die Energie aus der Solarzelle auch dunkle Stunden überbrückt. Dazu wurden die Mikrochips mit zahlreichen Leiterbahnen überzogen, wodurch ihre Oberfläche sehr uneben ist. Zudem konstruierten die IMS-Forscher Schaltungen, die wenig Energie verbrauchen und entwickelten sehr kurze Funkprotokolle. Zum Stromsparen trägt auch bei, dass der Sensor immer wieder in einen Ruhemodus schaltet. Je nach Vorliebe des Anwenders lässt sich der Sensor so einstellen, dass er alle paar Minuten oder Sekunden aufwacht und eine Messung vornimmt. Derzeit können die IMS-Sensorprototypen genug Strom für bis zu 30 Stunden Dunkelheit speichern. In Zukunft soll der Solar-Funkchip sogar bis zu zwei Wochen Dunkelheit überbrücken können.

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"IMS-Forscher entwickeln autarke Solarsensoren für Fenster" wurde am 06.01.2015 verfasst